Meine "unmögliche" Fräse (Eigenkonstruktion)

Hallo,

ich habe wirklich lange überlegt, ob ich meine Maschine vorstellen soll. Es sind ja hier etliche Profis unterwegs, die von ganz vielen Dingen abraten, welche in meiner Hobbyfräse (übrigens eine komplette "from scratch" Eigenentwicklung) Verwendung finden. Da die Fräse nun aber schon seit einem halben Jahr anstandslos und zu meiner vollsten Zufriedenheit läuft und in der Zeit schon viele Projekte damit umgesetzt wurden, einige davon werde ich hier im Thread präsentieren, möchte ich euch das Teil nicht länger vorenthalten.

Da ich reiner Hobbyanwender bin und von daher auch nicht so ultraviele Anwendungen für eine solche Maschine habe (dachte ich :)), sollten sich die finanziellen Aufwendungen dafür in Grenzen halten. Um es vorweg zu nehmen: Mein Gesamtaufwand betrug noch keine 500,-- Euro (ohne Fräsmotor). Klar, ich kann damit keinen Rennradrahmen in 3 Minuten mit 1/1000mm Genauigkeit aus einem Titanblock fräsen, aber um ehrlich zu sein, benötige ich das auch nicht. Ich wollte mir nur meine eigenen Bausätze aus Balsa, Pappel- und Flugzeugsperrholz sowie manchmal dünnem GfK herstellen und das schneller und mit mehr Präzision als mit der kleinen Handstichsäge. Ausserdem sollten die Teile gut reproduzierbar sein, wenn man z. B. mal Ersatzteile braucht. Und ich kann sagen: Das ist mir gelungen!

Wie ist nun also der Aufbau:

Zuerst einmal: Welche "unmöglichen" Teile bzw. Verfahrensweisen habe ich genutzt (die Profis sollten nun besser nicht weiterlesen, denn sie würden nicht glauben, dass das Maschinchen trotzdem bestens funktioniert):

- Das Design basiert auf 3D-Druckteilen (bähhh)
- Die Führungen sind Gleitlager von IGUS (bähh, bähhh)
- Die Spindeln sind Trapezgewindespindeln (bähhhhhhhhhhhhhhhhh)
- Es wurden Anti-Backlash-Muttern aus Delrin verwendet (um Gottes Willen)
- Schrittmotore sind NEMA17 (ja, ja ...)
- Steuerung basiert auf einem Arduino mit Billigtreibern (hat trotzdem noch nie was gequalmt ...)
- Die Portalwangen sind aus einem selbst hergestellten Sperrholz/GfK/CfK Komposit und ich behaupte mal, dass sie in Punkto Steifigkeit Aluwangen in nichts nachstehen. Das Kompositmaterial ist nur viel leichter zu bearbeiten.

Aber nochmal: In meinen Augen ist diese Bauweise für einen reinen Hobbyanwender mehr als ausreichend und bei richtiger Anwendung kann man tolle Ergebnisse erzielen, welche in reiner Handarbeit so nicht machbar wären ... oder nur mit viel Aufwand.

Bevor es nun mit vielen Bildern und Videos losgeht, welche ich gerade am sortieren und sichten bin, hier schon mal vorab das fertige Gerät. Einige Kleinigkeiten wurden mittlerweile verbessert bzw. erweitert. Die Bearbeitungsfläche ist übrigens 420 X 520 mm. Das ist aber leicht skalierbar und ich werde in Kürze auf 420 X 1200 mm umbauen.



In Kürze also mehr dazu.

Grüße
Markus
 

Mario12

User
Markus, mir fällt da ein Spruch ein:
"Alle wussten, das sowas nicht geht. Dann kam einer, der wusste es nicht, und hat es einfach gemacht."
In diesem Sinne passt bei dir doch alles, wenn deine Erwartungen an die Maschine erfüllt sind.
Bin auch gespannt.

Viele Grüße
Mario
 
Hallo Markus,

schaue Dir gerne beim Bericht zu. Kann oder will schließlich nicht jeder mehrere tausend Euro ausgeben
und ist mit den erzielbaren Ergebnissen mehr als glücklich.

Viele Grüße
Michael
 

S_a_S

User
Hallo Markus,
meine Firewall/Proxy lässt mich nicht Dein Bild sehen (im Extra-Fenster klappts) - aber alleine von der Text-Beschreibung her sieht das wie eine kommerzielle High-End-China-Fräse aus. Preislich ist die Konkurrenz aber dicht auf den Fersen - auch wenn ich dem verlinkten Anbieter nicht unbedingt über den Weg traue ;) .
Dein Sandwich Holz ist wesentlich stabiler, als das was bei Billig-3D-Druckern teilweise angeboten wird. Etwas dickere Siebdruckplatte ohne könnte aber auch funktionieren.
Steifigkeit verschenkst Du konstruktiv, denn die Anbindung der Y-Alu-Profile nur über die Druckteile könnte man optimieren. Da könnte man nach dem RepRap-Prinzip arbeiten - erst die Fräse drucken und dann die besseren Teile mit dieser gedruckten Fräse z.B. aus Alu fräsen und austauschen.

Das skalierbare macht es aber interessant für ganze Balsa-Brettchen. Wobei bei 1200mm besser unterstützte Rundführungen eingesetzt werden sollten, das hängt dann doch stark durch.

Aber berichte weiter, die Idee find ich gut!

Grüße Stefan
 
Hallo Stefan,

danke für Deinen Beitrag. Aber warte mal die Konstruktionsdetails ab, dass mit dem Durchhängen habe ich gelöst und die Y-Alu-Profile sind nicht nur über Druckteile angebunden. Die Unterkonstruktion ist sehr stabil und verwindungssteif.

Und wie gesagt: Es funuktioniert so einwandfrei, ich würde aus heutiger Sicht nicht viel daran ändern.

Grüße
Markus
 
Hallo,

und danke an alle für den Zuspruch!

Der Wunsch, eine eigene Fräse zu besitzen, reifte in mir schon sehr lange und ich habe viel in Foren und sonstigen Internet-Seiten dazu gelesen und natürlich auch eine Menge Videos geschaut. Ich bin immer zu dem Schluß gekommen, dass sich der finanzielle Aufwand für einen reinen Hobby Anwender nicht lohnt.

Als ich mir dann vor ca. 2 Jahren einen 3D-Drucker angeschafft habe (Anycubic i3 Mega), musste ich mich zwangsweise auch in ein CAD-Programm einarbeiten (Fusion 360). Nachdem ich unter Anderem etliche Scale- und sonstige Teile für einen Heli (Bell 412 in 1:7) entworfen und erfolgreich gedruckt habe, suchte ich nach einer größeren Herausforderung. Und da ist mir die Fräse wieder in den Sinn gekommen. Ich zeichnete einfach drauf los. Hier mal ein sehr früher Entwurf, welcher allerdings größtenteils wieder verworfen wurde:



Die beiden Schlitten der Y-Achse lagen mir hier viel zu viel im Frässtaub, so dass diese beim nächsten Entwurf vollständig unter die Fräsplatte wanderten, wo sie recht gut vor Schmutz geschützt sind.

Die Konstruktion im CAD hat viel Spaß gemacht, ansonsten hätte ich auch nicht die >300h damit verbringen können. Am Schluß stand dann dieser Entwurf:



Das Schöne an der Konstruktion im CAD ist, dass man Funktionen schon vorher testen kann und gut sieht, wo es noch hakt. Im Grunde kann man die Maschine schon laufen lassen, ohne auch nur ein einziges Teil hergestellt zu haben.

Als ich mir dann recht sicher war, dass diese Konstruktion funktionieren kann, begann ich mit der Herstellung der 3D-Druck-Teile. Zuerst habe ich diese mit PETG gedruckt, bin dann aber recht schnell wieder zurück zu PLA gegangen, da es sich besser verarbeiten läßt und ich im PETG keinen Vorteil sah. Insgesamt war der Drucker ca. 2 Wochen mit der Herstellung der Teile beschäftigt, mit Unterbrechungen natürlich, ich lasse den Drucker z. B. nicht über Nacht laufen.

Bei diesem hier kurz beschriebenen Prozess, welcher sich allerdings über 4 Monate hinzog, habe ich unglaublich viel im Umgang mit CAD und 3D-Druck gelernt. Alleine deswegen hat sich das für mich schon gelohnt.

Hier mal ein paar Eindrücke der 3D-Druckteile:



























Grüße
Markus
 
Hallo,

damit ich Stefan nicht zu lange auf die Folter spanne:

Hier mal der Aufbau der Unterkonstruktion:



Die Y-Achse läuft auf einstellbaren Rollen und kann somit nicht durchhängen, egal, wie lang sie auch immer wird:



Grüße
Markus
 

S_a_S

User
Markus,
hab mit Chrome Probleme die Bilder zu sehen,
Code:
 http://www.digital-brain-art.de/Bilder/Fraese/Details_1.jpg
scheint kein sicherer https Server zu sein. Im Explorer gehts aber ... schöne Dokumentation!

Die Unterstützung mit den Rollen ist eine pfiffige Idee, steht und fällt aber mit der Parallelität der Profilschiene zur Arbeitsplatte (inkl. Schmutz und Späne, die sich laut Murphy immer und nur dort sammeln). Zum Durchfräsen von Plattenmaterial (Brettchen) allemal ausreichend.

Grüße Stefan
 
Moin Markus,

ich bin begeistert!!!

Das ist genau die Vorgehensweise, die ich gehen würde, wenn ... wenn ... wenn ...

Leider fehlen mir dazu (noch) zwei Dinge:
- zunächst einmal ein 3D-Drucker (ist allerdings für den Januar 21 geplant)
- sowie belastbare Kenntnisse und Fähigkeiten im CAD-Konstruieren

Nun bin ich schon ein paar Jahre Rentner und manche Dinge wollen nicht mehr so recht in meine Birne rein. Dennoch: Dein Bericht ermutigt mich, ein lange gehegtes Projekt doch noch zu realisieren, nämlich eine "eigene" Fräse zu konstruieren und zu bauen.
Ich habe schon vor einiger Zeit begonnen, meine geliebte Stepcraft 420 zu kopieren und in Teilen zu verändern, komme aber nicht so recht weiter wegen der fehlenden CAD-Kenntnisse. Aber nun starte ich einen neuen Anlauf.

Im übrigen: ich bin mit meinen Fräsen (Stepcraft 420 und "Karla" ) sehr zufrieden und brauche keine neue bzw. weitere Fräse. Aber für mich ist "der Weg das Ziel", ich baue und bastele halt sooo gern ...

Berichte BITTE weiter mit Bildern - mit Videos kann ich nicht so viel anfangen ...

Gruß Michael
 
hab mit Chrome Probleme die Bilder zu sehen, scheint kein sicherer https Server zu sein. Im Explorer gehts aber ... schöne Dokumentation!

Die Unterstützung mit den Rollen ist eine pfiffige Idee, steht und fällt aber mit der Parallelität der Profilschiene zur Arbeitsplatte (inkl. Schmutz und Späne, die sich laut Murphy immer und nur dort sammeln). Zum Durchfräsen von Plattenmaterial (Brettchen) allemal ausreichend.

Grüße Stefan
@Stefan: stimmt, die liegen nicht auf einem https-Server, so geheim sind die nicht 😉

Und natürlich ist alles parallel! 😄😄😄 Und bisher bleibt der Schmutz dort unten weitgehend weg. Ich sauge aber auch nach jedem Fräsvorgang alles weg, sonst würde man die Maschine schon nicht mehr sehen <g>.

Ja, die Aufgabenstellung war das Fräsen von Plattenmaterial. Das reicht mir vollkommen. Ich habe auch schon eine Nasenleiste damit gefräst und eine Art Holzteller. Das geht auch ohne sichtbaren Abweichungen. Ich schätze die Genauigkeit auf zwischen einem und zwei Zehntel, was für mich absolut ausreichend ist. Könnte sogar ein bisschen besser sein, dazu später im Verlauf des Thread mehr.

@Michael: Da kann ich Dich nur ermutigen, einfach mit dem Konstruieren loszulegen. Dadurch lernt man eine Menge. Und Bilder habe ich noch einige, aber Videos kommen auch, denn das Maschinchen muss man ja auch mal in Aktion sehen.

Grüße
Markus
 
Hallo,

ich habe mal das Zertifikat der Webseite erneuert, nun sollte es gehen.

Ich möchte die Bilder nicht ins Forum hochladen, da es erfahrungsgemäß besser ist, die volle Kontrolle über die Bilder zu behalten. Wenn ich sie hier hochlade, komme ich nach kurzer Zeit nicht mehr dran, da man den Beitrag nur eine bestimmte Zeit lang editieren kann.

Die Server-Konfiguration sollte nun aber auch passen, so dass es kein Problem mehr sein sollte.

@Erwin: Ich finde Deinen Thread auch sehr spannend. Du hast auch mit einfachsten Mitteln eine funktionierende Maschine auf die Beine gestellt die Dir sicher auch ausreicht.

Insbesondere zum Einstieg in das Thema CAD/CAM/CNC, was ja doch recht umfangreich ist, sind solche Fräsen hervorragend geeignet. Da kann man erst einmal in die Materie reinschnuppern. Und ich habe schon viele wirklich nutzbare Teile damit produziert, also eine reine Spielerei ist das am Ende auch nicht.

Bald mehr wieder mehr dazu.

Ach so: Über eine Rückmeldung, ob die Bilder nun zu sehen sind, würde ich mich freuen.

Grüße
Markus
 
Hi,
ich finde die Maschine wirklich gut und es scheint auch alles zu passen. Für so ein Dremel reicht das völlig hin als reproduzierbare Stichsäge für faule hehe. Ich brauche auch noch eine Maschine für PE Schaum und denke das du mir eine gute Vorlage geliefert hast.
Ganz speziell die Idee sich die Teile selbst zu drucken.

Wie genau druckt so ein billiger 3d Drucker?

Das Problem bei Kunststoffteile und Aluminium ist eher das sich die Materialien unterschiedlich verziehen und die Führungen klemmen können. Gleiches gilt für Composite Werkstoffe. Daher ist es günstiger alles aus einen Material zu bauen. Um die Steifigkeit gehts da gar nicht.
Die 800Kilo schwere M8 hat auch nur 10mm Stahlplatten und 15er Linearführungen... Normale Hobbymaschinen reichen mit 10er Vollmaterialien völlig aus. Oder als bessere Stichsäge eben 20er Aluprofile und Composite wenn man es verzugsfrei herstellen kann. Das passt schon.
 
Die Bilder-Problematik verstehe ich noch nicht.
Bei mir erscheinen die Bilder bei Aufruf des threads, auch wenn ich im Forum nicht angemeldet bin. (Firefox 83.0)

Gruß Michael
 

kawepe

User
Hallo Markus,

Hut ab, tolles Projekt, was du da auf die Beine gestellt hast!
Ich habe vor knapp einem Jahr auch eine teils geduckte Fräse gebaut, frei nach der "Dremel CNC". Da habe ich dann auch vieles verändert und um- und neugezeichnet, daher kann ich mir vorstellen, wieviel Zeit du alleine im CAD versenkt hast.

Anfangs hatte ich auch einen Halter für die IBS von Proxxon konstruiert, die war mir aber auf Dauer zu laut, jetzt habe ich einen neuen Halter mit einer luftgekühlten brushless China Spindel konstuiert. Die macht zwar nur ca. 12000 rpm, war aber bisher für Holz und GFK ausreichend und deutlich leiser.
Der erste Flieger (MiniFEX) ist neben diversen Nebenprodukten, wie z.B. Osterhasen, auch schon komplett gefräst und auch schon geflogen.
Die Genauigkeit einer solchen Fräse ist für uns Leichtmaterialfräser ausreichend, ich wünsche mir nur noch das Umkehrspiel zu verbessern und eine Möglichkeit das bei Estlcam zu hinterlegen.

Welche Software benutzt du als Steuerung?

Eine Erfahrung habe ich auch schon recht früh gemacht: Der Fräser ist das A+O, besonders bei dünnen Material und Balsa. Ich hatte diverse Quellen probiert, bestelle aber nur noch neue bei Sorotec. Da bleibt der Frust aus und so manches Problem, welches man vielleicht erst mal auf die Maschine schiebt, liegt eigentlich am Fräser.

Mein Projekt hat auch einiges an Erfahrung gebracht, heute jedoch besteht nochmal der Wunsch nach einer Neukonstruktion.
Wirst du deine Projektdateien veröffentlichen?

Gruß, Karsten
 
Zuletzt bearbeitet:
Hallo Karsten,

Ja, die Proxxon ist schon etwas lauter, verichtet aber ansonsten prima ihren Dienst bisher.

Bzgl. des Umkehrspiels: Ich konnte das weitgehend minimieren, es ist für mich keines meßbar. Dazu habe ich eine besondere "Mutter" für die Spindeln konstruiert und verspanne diese gegenseitig. Zusammen mit den Anti-Backlash-Muttern hat das dazu geführt, dass Umkehrspiel kein Thema ist. Ich poste später noch ein Foto dazu, da kann man das besser sehen.

Ich nutze auch Estlcam und komme bestens damit klar. Die paar Euros ist es auf jeden Fall wert und Christian ist ja auch hier im Forum vertreten und hat bei Problemen ein offenes Ohr.

Und ja, die richtigen Fräser sind sehr wichtig. Ich nutze auch ausschließlich Sorotec Fräser. Dort gibt es auch eine schöne Auswahl an Fräsern für die 3,18 mm Aufnahme der Proxxon.

Grüße
Markus
 
Die Bilder-Problematik verstehe ich noch nicht.
Bei mir erscheinen die Bilder bei Aufruf des threads, auch wenn ich im Forum nicht angemeldet bin. (Firefox 83.0)
Es gab tatsächlich Probleme bei der Darstellung der Bilder aufgrund eines fehlenden SSL-Zertifikats. Ich konnte das nachvollziehen. Sollte nun aber erledigt sein, da das Zertifikat jetzt vorhanden ist.
 
Oben Unten